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摘要：随着经济的不断发展，社会对于电能的需求不断增加，光缆线路里程 不断增长，并且线路沿线地区建设不断加快，施工机械等活动频繁，造成输电运 检人员不足的问题日益凸显，使无人机巡检成为提升检修效率的重要手段之一。 无人机巡检架空线路巡检效率是传统人工巡检效率的8倍以上，在其他特定巡检 任务中，无人机巡检效率也远超传统人工巡检方式，在一定程度上缓解了巡检工 作压力，但是由于小型多旋翼无人机巡检过程中仍需要人工处理大量图像数据， 并且巡检人员也需要具备较高的无人机操作水平和维护技能，专业化无人机巡检 人员的欠缺和智能化水平的不足严重制约无人机巡检进一步的推广应用。 关键词：无人机;光缆线路巡检;应用 引言 采用无人机技术检修光缆线路，比较符合现阶段电网检修的需求，并且还能 提高电力公司巡检的效率和质量，从而保证供电的稳定性和安全性。因此，在光 缆线路巡检过程中，电力部门要提高对无人机的重视程度，制定合理的巡检方案， 促进提升社会效益。 1无人机在光缆线路巡检中的的重要性 首先，光缆线路周围环境复杂、覆盖范围广。通常，大型电源网络由较多的 负荷中心组成。为了确保公用事业具有足够高质量的电力，相关的电力网络也安 装在陡峭的地形和恶劣的条件下。因此，光缆线路、电线杆、铁塔等运行环境较 差，电力传输功能可能会受到削弱，光缆线路的检查工作尤为重要。其次，详细 分析我国各个地区的电力公司的人员配备情况，生产一线线路检查的人员较少， 受到地形限制，崎岖地区光缆线路巡检周期较长、频次较低，诸如维护、检修之 类的任务，因此，线路检查工作很难很好地完成。最后，无人机是一种新型的电 检机，具有许多可靠性能的开发技术，如无线遥控技术和固定水平导航技术，这 是当前最先进的技术。无人机出色的远程控制性能可以大大提升工作效率，所涉 及的工人不必亲自在困难的条件下检查杆塔、导地线。更重要的是，无人机的检 查更加细致。工作人员可以操控无人机对杆塔、金具等进行仔细观察，避免了手 动检查过程中肉眼看到的视觉偏差以及光学器件性能而引起的错误。此类应用程 序通常基于特殊区域的检查，这是因为无人机具有较低的出行成本、较高的可操 作性和出色的安全性能。因此，使用无人机检查光缆线路有效地降低人力资源成 本、资源和材料。简而言之，无人机在光缆线路巡检中的应用是可扩展的。 2光缆线路无人机巡检机型的选择 无人机驾驶设备主要分为两种类型：手动型和自动型。在进行实际的巡检操 作时，需要结合实际需求选择合适的机型，如使用两个特定的应用方式，可以减 少人员数量，从而提高光缆线路巡检效率和质量。一般情况下无人机属于大众的 娱乐物品，但是如果应用在光缆线路的巡检作业中，则对它的参数和性能提出了 更高的要求，需要具备良好的耐久性、抗风性，并配置光学系统。现阶段，我国 中型无人机，具有自动起落的功能，该功能可以设置为自动飞行或自动控制，也 不需要使用人员进行操作，能有效减少空间作业事故发生率。但依据地势和气候 环境的不同，需要结合巡视要求选取不同的机型进行方案设计。 3无人机在光缆线路巡检中的应用 3.1影像数据处理技术 现阶段可见光影响处理技术是无人机电力巡检目标检测中最主要的研究方向， 依托深度学习技术的深度应用，通过人工设计特征提取的机器学习图像目标检测 方法或基于深度学习技术的特定的目标检测算法，实现系统对无人机航拍图像的 电力设备缺陷进行自动识别，部分技术手段能够达到90%左右的检测准确率，但 由于光缆线路电力部件型号多样，不同种类设备外观存在一定的差异，实现针对 全部设备缺陷的准确识别还需要完善的电力巡检影像样本库或在人工智能深度学 习算法上进行进一步的创新突破。除可见光影响处理技术外，红外影像以及紫外 检测技术也是无人机巡检中有一定的技术应用，但受限于较高的技术研发和成本 投入，该类型的商业化应用存在一定的推广瓶颈。 3.2自主巡航技术 自主巡航技术是实现无人机自主巡航的核心技术，常规分为人工示教和建模 与定位技术2种，示教航线学习技术主要是在巡检过程中由巡检人员设定精准位 置和姿态信息，无人机在存储相关信息后，无人机依照预先设定信息进行自主巡 检。但是由于该技术主要由北斗和GPS定位技术进行技术支撑，而民用无人机定 位精度误差在2～10m，光缆线路巡检过程中需要面对较为复杂且不断变化的航道 环境，同时根据光缆线路巡检工作规范，无人机需要与线路保持10m以上安全距 离，因此现阶段主流主要采用RTK实时动态载波相位差分定位技术，即通过借助 激光雷达扫描精度高、数据处理快速、数据采集多样等优势，获得激光点云，并 以此为基础实现三维地图的构建，并结合人工智能深度学习算法实现自主巡航。 随着AI技术、边缘计算、5G的快速发展，结合现有人工示教和高精度定位技术， 借助高效率的智能识别无人机在实现自主巡航的同时还能够根据设备结构及实际 环境选择适宜的拍摄距离和拍摄角度，实现无人机的“一键巡航”。 3.3续航 现阶段光缆线路巡航无人机主要以小型多旋翼机型为主，而小型无人机占主 要部分，小型无人机续航时间基本在1h以内，需要频繁更换电池，续航时间成 为制约无人机自主续航的主要问题之一，现阶段解决续航问题的2个主要方向是 采用移动式和固定式机巢2种方式。 移动式机巢属于较为成熟的无人机载具平台，根据特定的巡检任务设定相应 飞行轨迹，无人机根据任务设定，按照既定路线完成线路巡检任务，任务完成后 自动返回至移动式机巢，在机巢进行充电或人工换电，并将数据通过移动载具进 行初步处理后传输至巡检监控平台。这种巡检方式在一定程度上解决了无人机续 航问题，并且由于载具平台具备一定的通信中继、边缘计算等功能，实现了无人 机半自动蛙跳式巡检。 固定式机巢一般安装于供电所或固定线路塔杆，根据巡检任务无人机自动起 飞，在完成巡检任务后自动降落至机巢中进行充电，同时通过机巢进行初始数据 处理并将数据上传至巡检监控平台，该模式最大限度地实现了无人机自主智能巡 航，但是受限于供电所间距过大以及塔杆承重和塔杆机巢充能问题，该种无人机 自主巡航模式还需要进一步解决无人机塔杆机巢的充能及安装成本等问题，虽然 一些研究试图通过光伏、风能以及微波供能与激光供能的方式解决这一问题，但 是光伏和风能存在一定的不稳定性，而现阶段微波供能与激光供能效率较低，尚 无法充分解决现有问题。 除以上3项关键技术之外，物联网、AI技术、人工智能、5G、边缘计算、云 计算等相关技术也是无人机智慧巡航中的重要技术组成，多项技术的充分发展和 综合运用才能够有效支撑真正意义上的无人机智能自主巡航，进一步提升光缆线 路巡检工作效率。 结束语 通过使用无人机进行检查，可以有效地解决传统检查无法解决的隐患。在未 来，无人机技术检查高压电力线将变得很普遍。但是，我国目前的无人机技术水 平有限，无人机巡检过程中仍然存在一些问题。因此，我们需要在使用中不断修 正，并进行针对性的研究，以使无人机更好地满足光缆线路运维与检修的需求。
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